垃圾焚烧究竟“烧”出了什么

近年来,由于城镇化快速发展,城市生活垃圾激增,垃圾处理能力相对不足,严重影响城市环境和社会稳定。到2015年,全国城市生活垃圾无害化处理率达到80%以上,50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。推广废旧商品回收利用、焚烧发电、生物处理等生活垃圾资源化利用方式。

但在垃圾焚烧法被广泛应用于处理城市生活垃圾的同时,焚烧过程中形成的二次污染也将更会越来越受到关注。垃圾焚烧污染物存在形式及数量与焚烧条件和净化系统密切相关。

微量有机化合物

主要是垃圾中的氯、碳水化合物等在特殊温度场和特殊触媒作用下反应生成的微量有机化合物,如多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、甲醛、二恶英(PCDD)及呋喃(PCDF)等。

联合国环境规划署于20世纪末公布的报告中指出,垃圾焚烧是二噁英的来源之一。估计在全球范围内,由垃圾焚烧炉排放出的二噁英约占总排放量的10%~40%。垃圾本身可能含有微量成分的二噁英,但主要是焚烧过程中形成的。二噁英形成途径可以归纳为:(1)携带着过渡金属元素和有机氯化合物的垃圾在焚烧炉内高温分解后,能够产生分子氯和氯游离基以及各种二噁英的前驱物,它们通过分子重排、自由基缩合、脱氯或其它分子反应等过程形成二噁英;(2)由于燃烧不充分,烟气中存在过多的未燃烬物质,如残碳,并与适量的触媒物质,主要是过渡金属,特别是铜,在300~500℃的温度环境下,使高温燃烧中已经分解的二噁英重新生成。

二噁英、呋喃等有机化合物在常温下稳定,难溶于水,易溶于脂肪并在生物体内积累,不仅具有致癌性,还具有生殖毒性、内分泌毒性和免疫抑制作用。其中2,3,7,8-四氯二苯并二恶英是目前人类发现的最毒的物质。我国于2014年7月1日起实施的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)规定二噁英的排放标准为0.1ng-TEQ/m3。

重金属

垃圾焚烧烟气中的金属化合物一般由垃圾中所含的金属氧化物和盐类组成。这些金属来源于垃圾中的油漆、电池、灯管、化学溶剂、废油、油墨等,其中含有汞、镉、铅等微量有害元素。重金属在焚烧过程中不能被生成和破坏,它们将发生迁移和转化,最后几乎以相同的数量排入环境,最终通过大气、饮水、食物等渠道为人体所摄取而造成危害。

在焚烧过程中,挥发态的重金属及其化合物随着烟气离开焚烧区域后将经历冷凝过程,形成直径很小的颗粒,这些富集了有毒金属的细小颗粒会被排放到大气中,亦会一直停留在灰烬及其它残余物内。垃圾焚烧排放粉尘中所含的重金属主要存在于可吸入颗粒物中,这些粉尘可溶于水和酸中。

重金属不能被微生物分解且能在生物体内富集,或形成其它毒性更强的化合物,对人体的组织器官产生致癌、致变作用。目前随着空气污染控制技术的不断改良,除汞外焚烧炉烟气中的重金属含量已大为降低。然而,现代化焚烧炉所排放的重金属数量,仍有可能在环境和人体中累积起来。并且烟气中重金属的含量降低将意味着更多的重金属进入灰烬中,当灰烬随意被弃置时仍会造成环境污染。

烟尘

主要是烟气中夹带的不可燃物质及燃烧产物。垃圾中可燃组分因燃烧不完全会形成黑烟,黑烟中含有大量的碳粒子,对人体危害大的重金属主要集中于小于3μm的颗粒物中。

垃圾分类,是否还要再等15年?

15年前,从全国8个城市试点开始,城市垃圾分类打响“第一枪”。但15年过去了,“试点”仍在进行。

随着杭州等城市日前实施“史上最严”的垃圾分类地方法规,使得人们再次将目光聚焦到垃圾分类处理的话题上。最严法规,能否绕开“法不落地”尴尬?垃圾分类的全国推广,是否还要再等上一个15年?

15年的僵局:“罚”,还是“不罚”?

在杭州多个小区门口,常常可以见到这样的场景:门前放着一绿一黄两个垃圾桶,清楚标示着“厨余垃圾”和“其他垃圾”,但绿色垃圾桶内却常常可以见到被丢弃的塑料玩具,黄色垃圾桶内里也不乏蔬菜残叶。

类似这样的场景,发生在多个垃圾分类试点城市。2000年6月,北京、上海、南京、杭州、桂林、广州、深圳、厦门被确定为全国首批8个垃圾分类收集试点城市。但记者调查发现,虽然垃圾分类试点已经推行了15年,但有的地方已成为“一纸空文”,有的虽出台了各项措施引导垃圾分类,但效果不彰。

但今年以来,垃圾分类试点出现重大变化。9月和12月,广州、杭州分别实施对垃圾不分类行为进行处罚的地方性法规。在这两个城市,违反垃圾投放规定的个人最高将被罚款200元。此外,深圳也于8月起实施分类投放垃圾规定,违规的个人最高将被罚100元。

事实上,对不分类者进行罚款,似乎正在成为各地打破僵局,实现垃圾分类工作突破的共识。记者查阅垃圾分类试点城市的资料,发现8个试点城市中,对垃圾不分类有处罚要求的城市有5个,但在落实罚款这“临门一脚”时往往退缩回去。

从“形式”到“实效”:还要等几个15年?

专家表示,试点工作15年未结束,从侧面显示了推进垃圾分类工作的艰难,传统习惯的顽固,民众教育的长期性和推进手段的匮乏。8个试点城市的做法虽然各有不同,但其10多年的探索可以给其他城市的推进提供经验和思路。当前应及时进行系统总结,好的做法要推广,不足的地方要弥补,而不应无限制地试点下去。

长期进行城市生活垃圾分类研究的中国城市建设研究院总工程师徐海云教授认为,要做好城市垃圾分类工作,仅靠出台一部地方法律法规还不能把这个问题管住,在处理这个问题时还应考虑投入和产出比。要设定好逐步实现的目标,否则垃圾分类就容易变成形式主义。

(来源:新华视点 固废观察 )

垃圾焚烧发电:在曲折中发展

作为垃圾处理的一种主要方式,垃圾焚烧发电在西方发达国家经历了一段颇为曲折的发展之路。回顾这段曲折的发展历史,对于指导和促进垃圾焚烧发电产业在中国的健康发展大有裨益。

垃圾焚烧在国外兴起

国外垃圾焚烧处理技术起步较早,已发展了近百年。上世纪70年代以前,奥地利、比利时、加拿大、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、日本、卢森堡、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国和新加坡等一些国家的生活垃圾处理方法以填埋法为主。此后,随着经济的发展,越来越多的国家采用焚烧法。

以日本为例,最早起源于西欧和美国的垃圾焚烧技术首先大规模在这里被采用。由于其先天的岛国地貌,匮乏的土地资源不允许对垃圾进行大规模的填埋处理。加上传统的技术优势,焚烧成为了日本处理垃圾的不二之选。上世纪70年代起,日本在全国大力推广垃圾焚烧,焚烧厂的数量一度占到全球的70%。数据显示,2001年日本共排出了5210万吨一般废弃物,只有995万吨左右被最终填埋处理,绝大部分被焚烧或再生利用。

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垃圾焚烧曾遭遇反对之声

但随着垃圾焚烧发电技术的推广使用和垃圾焚烧发电厂建设的不断发展,垃圾焚烧后所产生的废气、废水、灰渣等衍生物环境污染问题也日益突显出来,特别是废气中的“二恶英”剧毒物理质得不到有效控制和处理,这一问题在上世纪80、90年代尤为引人关注。

1985年美国就因环保方面因素取消了137座垃圾焚烧炉兴建计划;1992年加拿大安大略省通过了垃圾焚烧炉使用的禁令;1996年,北美洲五大湖区52个焚化炉结束运作,德国、荷兰、比利时等国也相继颁布了“焚烧炉禁建令”;日本到2005年,关闭了4600多座垃圾焚烧设施;即使经济不太发达的菲律宾也颁布了垃圾焚烧设施建设的禁令。

否定之否定后的普遍认同

随着技术的改进不断得到更新,新世纪以来很多国家对垃圾焚烧发电的态度在此前的否定基础上也再次出现转变,转变的原因主要有两个:一是对二恶英产生来源的科学认识;二是垃圾焚烧技术的进步,尤其是高温焚烧技术和更先进的烟气净化技术,已能充分控制焚烧过程中二恶英的产生和吸收。

事实上,科学专家经过检测发现,城市生活垃圾的焚烧并非产生二恶英的主要原因。有数据显示,大气环境中的二恶英90%来源于一些污染较重的工业,如炼钢、火力发电等工业锅炉燃烧、纸浆漂白过程以及医疗垃圾的低温焚烧等。其中,炼钢工业中产生的二恶英数量就远高于普通垃圾焚烧的数量。近年来,我国钢铁工业发展迅猛,但从现实情况来看,面对工业炼钢等产生二恶英污染而造成的严重危害,我国与世界上主要工业化国家在控制二恶英的形成源、切断二恶英的形成途径以及采取有效的二恶英净化技术方面仍存在一定差距。

另一方面,随着焚烧技术的不断改进,使生活垃圾焚烧过程中二恶英的产生和吸收变为可控。由于稳定燃烧要比点火启动和熄灭过程中释放的二恶英少得多,所以焚烧过程开始采用技术先进的连续焚烧炉。由于二恶英在高温条件下会被分解破坏,所以当今技术将焚烧炉的烟气温度控制在高于850℃,停留时间大于2s,利用二次风的充分搅动,使得炉膛内保持过量空气以确保充分燃烧,使得炉内运行在连续及高温状态下尽量抑制二恶英的产生及已合成的二恶英充分分解。目前,更多新的垃圾焚烧技术被引进和采用。如:斯托克焚烧技术,以及利用斯托克装置进行发电和处理二恶英等有害排放物的新方法,可以更好地减少二恶英的排放;另外,国际上最先进的比利时Waterleau炉排技术、德国lurgi公司的CFB烟气净化技术,以及日本斯宾德公司的改良半干法脱酸技术均可以有效化解二恶英排放问题。国内部分企业例如江苏天楹环保等企业,在国外技术的基础上进行了垃圾焚烧发电成套装备技术方面的改进,使之更适应中国垃圾组分,有效增强了国产和进口设备之间的协调性。这些技术在实践中成功地使烟气中的二恶英浓度降到0.07ng/TEQ,远远低于欧盟和我国政府规定的0.1ng/TEQ,能够将垃圾渗滤液中的CODcr 浓度降到国家一级排放标准,臭气排放指标明显低于《恶臭污染排放标准》。

于是在2004年,垃圾焚烧在美国就获得了可再生能源生产的税收抵免资格。增加现有工厂容量的项目开始建设,市政再一次评估建设焚烧厂,而不是选择继续采用堆填区的方式处理城市垃圾。在欧洲,一些垃圾发电被视为“可更新能源”,如果是私人经营的话,还能因此享受到税收优惠。英国政府的立场是,垃圾焚烧将逐渐在处理城市垃圾和能源供应中扮演更重要的角色。2008年,在英国,有接近100多处地方成为未来可建设垃圾焚烧场的地点。这些地点也已被英国的非政府组织标识在地图上。

(来源:中国证券报)